【摘 要】
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火焰法制得的非晶态“实心”炭纳米纤维内部原子排列无序紊乱，仅仅依靠常规的表征手段，很难得到其三维原子构型分布。本文从非晶态“实心”炭纳米纤维的XRD图谱提供的衍射强度数据出发，采用逆向蒙特卡罗法，重构了非晶态“实心”炭纳米纤维的微观原子构型，并对获得的模型进行了充分的误差分析。计算得到了非晶态炭纳米纤维的费米能级及其导电机制，认为其具有半导体特征；实验测量单根非晶态“实心”炭纳米纤维的电输运行为发
【机 构】
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武汉大学物理科学与技术中心,湖北,武汉430072
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火焰法制得的非晶态“实心”炭纳米纤维内部原子排列无序紊乱，仅仅依靠常规的表征手段，很难得到其三维原子构型分布。本文从非晶态“实心”炭纳米纤维的XRD图谱提供的衍射强度数据出发，采用逆向蒙特卡罗法，重构了非晶态“实心”炭纳米纤维的微观原子构型，并对获得的模型进行了充分的误差分析。计算得到了非晶态炭纳米纤维的费米能级及其导电机制，认为其具有半导体特征；实验测量单根非晶态“实心”炭纳米纤维的电输运行为发现，其Ⅰ-Ⅴ曲线呈现对称和非线性特征，且电阻随着温度的升高而下降，进一步证明本文所得的非晶态”实心”炭纳米纤维的原子构型具有一定的真实性。
其他文献
采用化学镀法在膨胀石墨/炭纤维复合材料表面镀镍、铁、钴，对包覆后的样品进行了SEM、EDS、XRD、IR和磁性能表征。结果表明，膨胀石墨/炭纤维复合材料表面均匀包覆了一层金属物质，其镍、铁、钻总质量分数大约占65％、磷大约占5％，镀覆后产品在近红外波段反射率明显增大，磁性能明显增强，饱和磁化强度σs=13.1 A·m2/kg、剩磁σr=3.9A·m2/kg、σr/σs=0.30属于软磁性材料。
采用包埋法和料浆涂刷法制备了防止炭/炭(C/C)复合材料在高温下氧化的C/SiC/Si-Mo复合涂层。借助SEM，EDS以及XRD等测试手段对涂层的微观结构和相组成进行了观察与分析，测试了涂层试件在1600℃静态空气下的抗氧化性能。结果表明，所制备的复合涂层主要由SiC、Si和MoSi2构成；涂层试样具有良好的抗氧化和抗热震性能，经1 600℃氧化200小时后，带涂层的C/C复合材料试样氧化失重率
本文选用高导热低密度石墨泡沫与伍德合金(50Bi/27Pb/13Sn/10Cd，Wood’s alloy)复合，制备了石墨泡沫/伍德合金相变储能复合材料。采用扫描电镜(SEM)、激光热导仪、热膨胀仪、差示扫描量热仪(DSC)和电子万能材料试验机对其进行了表征。结果表明：浸合金石墨泡沫的热导率为193.74 W/mK，分别比合金和石墨泡沫的热导率(kfoam=57.38 W/mK)提高了2倍；热膨胀
采用微波化学气相沉积工艺(MCVD)，以掺二氧化硅的多孔氧化铝为基体，以甲烷为碳源，在甲烷浓度为0.25，基体温度分别为1 100～1150℃的工艺条件下。原位生长气相纤维，并进一步致密，探索气相原位生长制得纤维增强复合材料的可能性。结果表明：通过微波化学气相沉积工艺可以制得气相生长SiC纤维并进一步诱导生长炭纤维，SiC纤维成六角形，外表面为层状生长的热解碳，成功实现了SiCf/Cf/C复合材料
设计并用炭纤维织造了两种不同结构的三维预制体，即三维角联锁结构(JL)和三向正交结构(SZJ)，采用化学气相渗透(CVI)致密和液相树脂浸渍/炭化的增密工艺，制备出C/C复合材料，测试并对比分析了拉伸性能和冲剪性能。结果表明：预制体结构对C/C复合材料的力学性能有很大影响，同时决定拉伸断裂破坏模式。三向正交结构C/C复合材料的力学性能好于三维角联锁结构的C/C复合材料。
系统研究了适用于制备高性能T300炭纤维复合材料的树脂基体，测试了复合材料的力学性能，研究了树脂基体对T300炭纤维复合材料界面性能的影响。并且研究了阳极氧化对炭纤维进行表面改性处理，研究了炭纤维处理前后纤维复丝拉伸强度和炭纤维增强树脂基复合材料的力学性能。结果表明，T300炭纤维与复配树脂有良好的界面相容性，经复配和优化的树脂体系其1300炭纤维复合材料的层间剪切强度达到85.41 MPa，通过
采用电耦合CVI工艺对尺寸φ400mm/φ60mm×200mm、密度0.15g/cm3的炭毡预制体进行了快速致密，用扫描电镜、拉曼光谱观测了沉积炭的微观结构；对耦合沉积后的制品进行了树脂炭辅助增密，用扫描电镜测试了最终制品的拉伸、弯曲以及抗烧蚀性能，并与普通CVI工艺毡基C/C进行了对比。结果表明：电耦合沉积后，在试验件内型面区域纤维表面生成的热解炭呈针点状结构，其具有良好的可石墨化性能。沉积沿C
为提高炭纤维/树脂基复合材料的层间剪切强度，考虑采用在炭纤维上原位生长碳纳米管的方法来实现。本文主要对于在炭纤维上原位生长碳纳米管的工艺进行研究：首先，通过阳极氧化法对除浆后的炭纤维进行表面氧化处理；其次，采用尿素水解法在炭纤维上沉积催化剂前驱体，然后通过煅烧和还原即可以在炭纤维表面得到金属催化剂颗粒；最后。以乙烯为碳源，通过化学气相沉积法在炭纤维上原位合成碳纳米管。通过对比观察，SEM、FTIR
膨胀石墨的孔隙结构可以负载催化剂粒子，是生长纳米碳管的物理基础。浸渍膨胀石墨所用催化剂前驱体的浓度太高，催化剂粒子容易团聚长大，所得纳米碳管的管径较大，而催化剂浓度太低，则不能在膨胀石墨所有的孔隙结构中均匀生长纳米碳管，最佳的催化剂溶液的浓度是0.025m0l/L的硝酸钴；新生态膨胀石墨微晶的活性边缘可作为纳米碳管生长的活性位点，在无催化剂的条件下，以乙炔为碳源，高纯氮气为稀释气体，采用化学气相沉
本文以封端控制的方法合成了具有不同分子量的聚酰胺酸，以其为原料制备了分子筛炭膜，利用红外光谱、XRD、TEM等表征炭膜的显微结构，分析了前驱体聚酰胺酸分子量对炭膜显微结构的影响。随着聚酰胺酸分子量的增加炭膜的有序程度减小，并且结构趋于更加紧密。